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        三相異步電動機常見故障及排除

        發布時間:2016-04-25   瀏覽次數:15542次  分享到

        在電動機的使用過程當中有很多注意事項以及要求,可能引起重大安全事故。因此,如何及時診斷和排除故障,預防事故發生,確保電機安全、可靠、高效運轉,對企業而言顯得尤為重要。電機的故障類型多、情況復雜,可概括為機械與電氣兩方面,機械方面有掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障;電氣方面故障有定子繞組缺相運行,定子繞組首尾反接,三相電流不平衡,繞組短路和接地繞組過熱和轉子斷條、斷路等。常用的電機故障問題進行分析,診斷方法和維護修理措施。

        一、電動機不能啟動:

        1.電動機不轉且沒有聲音:電源或者繞組有兩相或兩相以上斷路,首先檢查電源是否有電壓,如果三相電壓平衡,那么故障在電動機本身,可檢測電動機三相繞組的電阻,尋找出斷線的繞組。

        2.電動機不轉但有嗡嗡聲:測量電動機接線柱,若三相電壓平衡且為額定電壓值,可判斷是嚴重過載,檢查的步驟:先去掉負載,這時電動機的轉速與聲音正常,可以判定過載或者負載機械部分有故障,若任然不轉動,可用手轉動一下電動機軸,如果很緊或轉不動,再測三相電流,若三相電流平衡,但比額定值大,說明電動機的機械部分被卡住,可能是電動機缺油,軸承銹死,或損壞嚴重,端蓋或者油蓋裝的太斜,轉子和內膛相碰(掃膛)當用手轉動電動機軸到某一角度時感到比較吃力或聽到周期性的擦擦聲,可判斷為掃膛。

        3.電動機轉速慢且有嗡嗡聲:這種故障表現為軸振動,若測得一相電流為零,而另兩相電流大大超過額定電流,說明是兩相運轉,其原因是:電路或者電源一相斷路,或電動機繞組一相斷路。小容量的電動機可以用萬用表直接測量是否通斷。中等容量的電動機由于繞組多采用多根導線并繞多支路并聯,其中若斷掉若干根或斷開一條并聯支路時檢查起來就比較麻煩,這樣的情況通常采用相電流平衡法或者電阻法。電阻法用電橋測量三相繞組的電阻,如三相電阻相差百分五以上,電阻較大的一相為斷路相。

        經驗證明:電動機的斷路故障多數發生在繞組的端部,接頭處或引出線的地方。

        二、電動機啟動時熔斷器熔斷或者熱繼電器斷開

        1.故障檢查步驟:檢查熔絲是否合適,檢查電路中是否有短路,檢查電機是否短路或者接地。

        2.接地故障的檢測方法:用搖表檢測電機繞組對地的絕緣電阻,當絕緣電阻低于0.2兆歐時,說明電機嚴重受潮。用萬用表電阻檔或校驗燈逐步檢查,如果電阻較小或者校驗燈較暗說明該項繞組嚴重受潮,需要烘干處理,如果電阻為零或者校驗燈接近正常亮度,那么該項已近接地了。繞組接地一般發生在電動機出線孔,電源線的進線孔或繞組伸出槽口處對于后一種情況,若發現接地并不嚴重,可將竹片或絕緣紙插入定子鐵芯與繞組之間,如經檢查已不接地,可包扎并涂絕緣漆后繼續使用。

        3.繞組短路故障的檢測方法:繞組短路情況有匝間短路,相間短路。A利用兆歐表或者萬用表檢查任意兩相間的絕緣電阻,如發現在0.2兆歐一下或為零說明是相間短路。(檢查時應將電動機引線的所有連線拆開) B分別測量三相繞組的電流,電流大的為短路相 C用短路探測器檢查繞組間短路 D用電橋測量三相繞組電阻,電阻小的為短路相。

        三、電動機啟動后轉速低于額定轉速:

        若幾部電動機同時出現這樣的問題一般會是供電電網電壓過低。若一臺電動機啟動有嗡嗡聲并有些振動,要檢查是否定子繞組一相斷電,可測量三相電流是否平衡,有嗡嗡聲但不振動檢查三相電壓是否太低,當空載后電動機轉速正常,而加載后轉速降低。

        檢查步驟:首先將電動機空載啟動,如轉速正常,可將電動機加上輕載,如轉速低下來,說明負載機械部分有咔住現象,若機械部分沒有故障,電動機轉速不見降低,可使電動機在額定負載范圍內運轉,若電動機轉速下降,給人一種帶不動的感覺,那就證明電動機有故障,造成這種故障的原因是:誤將三角形接法的電動機接成星形,鼠籠轉子斷條,若是剛繞的電動機,可能是某一極相組接反。

        四、電動機振動:

        電動機通過傳動機構與機械相連,電動機振動可導致機械振動,機械振動也會使電機振動,將電機和機械傳動部分脫開再啟動電機,若振動消除說明是機械故障,否則是電動機振動,振動的原因有:電機機座不牢,電動機與被驅動的機械部分的轉軸不同心,電動機的轉子不平衡,電動機軸彎曲,皮帶輪軸偏心,鼠籠多處斷條,軸承損壞,電磁系統不平衡,電動機掃膛。

        五、電動機運轉時有噪聲:

        故障分電動機的機械部分和電磁部分,區分方法:先使電動機通電運行,仔細聽運轉的聲音,然后停電,讓電動機借慣性繼續運行,若這時不正常的聲音消失,說明是電動機電磁方面的故障,否則是電動機機械方面的故障。

        機械噪聲:A軸承發出的噪聲,可能是軸承鋼珠破損,潤滑油太少,這時,將一螺絲刀頭部頂在軸承油蓋得外面,柄部附耳旁,可聽到咕嚕咕嚕的聲音。 B空氣摩察產生的噪聲。這種聲音很均勻,不是很強烈,可判斷為正常。 C電動機掃膛引起的噪聲,這種噪聲的特點是有嚓嚓的聲音,對于剛修過的電動機,運行時若發現有噪聲,可檢查電流是否平衡,轉動是否靈活,轉速是否達到額定轉速,如無以上問題,可能是定子槽內絕緣紙或竹屑突出于槽口外,致使轉子與其相摩察這時聲音的特點是既尖又高。

        電磁噪聲:A轉子和定子長度配合不好,轉子長度指一個軸承到另一個軸承的距離,定子長度指從一個軸承室到另一個軸承室的距離,正常情況下,定子長度比轉子長度略長一點,如相差太多,可能出現一種低沉的"嗡"聲。 B轉子軸向移位,這種移位也可能發生電磁噪聲,而且造成空載電流增大,電動機的電池性能降低。 C定子,轉子槽數配合不當,裝配過程中錯裝了另外的轉子。 D定子轉子間氣息不均勻,定子轉子失圓,也可能是軸有輕微的彎曲等。

        此外,電動機繞組缺相,匝間短路,相間短路,過載運行等均能引起電磁噪聲。

        六、電動機溫升過高或繞組燒毀:

        正反轉的次數過于平凡,使電動機經常工作在啟動狀態下,往往引起溫升過高,甚至燒毀繞組。常見的原因有:被驅動的機械卡主,周圍環境溫度過高,皮帶過緊,電磁部分的故障,電源電壓過高,過低,電動機端部線圈間的間隙及鐵芯通風孔堵住,風扇葉損壞等。

        七、三相異步電機接線圖

        三相異步電機接線圖:三相電動機的三相定子繞組每相繞組都有兩個引出線頭。一頭叫做首端 ,另一頭叫末端。規定第一相繞組首端用D 1表示,末端用D 4表示;第二相繞組首端用D2表示,末端用D5表示;第三相繞組首末端分別用D3和D6來表示。這六個引出線頭 引入接線盒的接線柱上,接線柱相應地標出D1~D6的標記,見圖(1)。三相定子繞組的六根端頭可將三相定子繞組接成星形或三角形,星形接法是將三相繞組的末端并聯起來, 即將D4、D5、D6三個接線柱用銅片連結在一起,而將三相繞組首端分別接入三相交流 電源,即將D1、D2、D3分別接入A、B、C相電源,如圖(2)所示。而三角形接法則是 將第一相繞組的首端D 1與第三相繞組的末端D6相連接,再接入一相電源;第二相繞組的 首端D2與第一相繞組的末端D4相連接,再接入第二相電源;第三相繞組的首端D3與第 二相繞組的末端D5相連接,再接入第三相電源。即在接線板上將接線柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分別用銅片連接起來,再分別接入三相電源,如圖(3)所示。一臺電 動機是接成星形還是接成三角形,應視廠家規定而進行,可以從電動機銘牌上查到。三相 定子繞組的首末端是生產廠家事先設定好的,絕不可任意顛倒,但可將三相繞組的首末端一起顛倒,例如將三相繞組的末端D4、D5、D6倒過來作為首端,而將D1、D2、D3作為末端,但絕不可單獨將一相繞組的首末端顛倒,否則將產生接線錯誤。如果接線盒中發 生接線錯誤,或者繞組首末端弄錯,輕則電動機不能正常起動,長時間通電造成啟動電流過大,電動機發熱嚴重,影響壽命,重則燒毀電動機繞組,或造成電源短路。

        八、三相異步電動機繞組故障分析和處理

        繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害,電機過載、欠電壓、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤?,F在分別說明故障現象、產生的原因及檢查方法。

        (一)、繞組接地

        指繞組與貼心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。

        1、故障現象

        機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發熱,致使電動機無法正常運行。

        2、產生原因

              繞組受潮使絕緣電阻下降;電動機長期過載運行;有害氣體腐蝕;金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣;重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心;繞組端部碰端蓋機座;定、轉子磨擦引起絕緣灼傷;引出線絕緣損壞與殼體相碰;過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。

        3.檢查方法

        (1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點。

        (2)萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀書很小,則為接地。

        (3)兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數為零,則表示該項繞組接地,但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據經驗判定,一般說來指針在"0"處搖擺不定時,可認為其具有一定的電阻值。

        (4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發現某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮,但測試棒接地時也出現火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮時,說明電流時通時斷,則該處就是接地點。

        (5)電流穿燒法。用一臺調壓變壓器,接上電源后,接地點很快發熱,絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘;大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點剛冒煙時立即斷電。

        (6)分組淘汰法。對于接地點在鐵芯心里面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最后找出接地點。

        此外,還有高壓試驗法、磁針探索法、工頻振動法等,此處不一一介紹。

        4.處理方法

        (1)繞組受潮引起接地的應先進行烘干,當冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆后再烘干。

        (2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理,涂漆,再烘干。

        (3)繞組接地點在槽內時,應重繞繞組或更換部分繞組元件。

        最后應用不同的兆歐表進行測量,滿足技術要求即可。

        (二)、繞組短路

        由于電動機電流過大、電源電壓變動過大、單相運行、機械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。

        1.故障現象

        離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇,嚴重時電動機不能啟動,而在短路線圈中產生很大的短路電流,導致線圈迅速發熱而燒毀。

        2.產生原因

              電動機長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用;嵌線時造成絕緣損壞;繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿;端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞;端部連接線絕緣損壞;過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿;轉子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞;金屬異物落入電動機內部和油污過多。

        3.檢查方法

        (1)外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱后留下深褐色,并有臭味。

        (2)探溫檢查法??蛰d運行20分鐘(發現異常時應馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。

        (3)通電實驗法。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。

        (4)電橋檢查。測量個繞組直流電阻,一般相差不應超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障。

        (5)短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會產生振動。

        (6)萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀書極小或為零,說明該二相繞組相間有短路。

        (7)電壓降法。把三繞組串聯后通入低壓安全交流電,測得讀書小的一組有短路故障。

        (8)電流法。電機空載運行,先測量三相電流,在調換兩相測量并對比,若不隨電源調換而改變,較大電流的一相繞組有短路。

        4.短路處理方法

        (1)短路點在端部??捎媒^緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。

        (2)短路在線槽內。將其軟化后,找出短路點修復,重新放入線槽后,再上漆烘干。

        (3)對短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯匝數時切斷全部短路線,將導通部分連接,形成閉合回路,供應急使用。

        (4)繞組短路點匝數超過1/12時,要全部拆除重繞。

        (三)、繞組短路

        由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑,焊接后又未清除干凈,就可能造成壺焊或松脫;受機械應力或碰撞時線圈短路、短路與接地故障也可使導線燒毀,在并燒的幾根導線中有一根或幾根導線短路時,另幾根導線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯支路處斷路、多根導線并燒中一根斷路、轉子斷籠。

        1.故障現象

              電動機不能啟動,三相電流不平衡,有異常噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。

        2.產生原因

        (1)在檢修和維護保養時碰斷或制造質量問題。

        (2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運行過熱脫焊。

        (3)受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。

        (4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴重燒焦或熔斷等。

        3.檢查方法

        (1)觀察法。斷點大多數發生在繞組端部,看有無碰折、接頭出有無脫焊。

        (2)萬用表法。利用電阻檔,對"Y"型接法的將一根表棒接在"Y"形的中心點上,另一根依次接在三相繞組的首端,無窮大的一相為斷點;"△"型接法的短開連接后,分別測每組繞組,無窮大的則為斷路點。

        (3)試燈法。方法同前,等不亮的一相為斷路。

        (4)兆歐表法。阻值趨向無窮大(即不為零值)的一相為斷路點。

        (5)電流表法。電機在運行時,用電流表測三相電流,若三相電流不平衡、又無短路現象,則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。

        (6)電橋法。當電機某一相電阻比其他兩相電阻大時,說明該相繞組有部分斷路故障;

        (7)電流平衡法。對于"Y"型接法的,可將三相繞組并聯后,通入低電壓大電流的交流電,如果三相繞組中的電流相差大于10%時,電流小的一端為斷路;對于"△"型接法的,先將定子繞組的一個接點拆開,再逐相通入低壓大電流,其中電流小的一相為斷路。

        (8)斷籠偵察器檢查法。檢查時,如果轉子斷籠,則毫伏表的讀數應減小。

        4.斷路處理方法

        (1)斷路在端部時,連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。

        (2)繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換新繞組。

        (3)對斷路點在槽內的,屬少量斷點的做應急處理,采用分組淘汰法找出斷點,并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。

        (4)對籠形轉子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復。

        (四)、繞組接錯

        繞組接錯造成不完整的旋轉磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀,嚴重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯;極(相)組接反;某相繞組接反;多路并聯繞組支路接錯;"△"、"Y"接法錯誤。

        1、故障現象

              電動機不能啟動、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲、燒斷保險絲等現象。

        2、產生原因

        誤將"△"型接成"Y"型;維修保養時三相繞組有一相首尾接反;減壓啟動是抽頭位置選擇不合適或內部接線錯誤;新電機在下線時,繞組連接錯誤;舊電機出頭判斷不對。

        3.檢修方法

        (1)滾珠法。 如滾珠沿定子內圓周表面旋轉滾動,說明正確,否則繞組有接錯現象。

        (2)指南針法。如果繞組沒有接錯,則在一相繞組中,指南針經過相鄰的極(相)組時,所指的極性應相反,在三相繞組中相鄰的不同相的極(相)組也相反;如極性方向不變時,說明有一極(相)組反接;若指向不定,則相組內有反接的線圈。

        (3)萬用表電壓法。按接線圖,如果兩次測量電壓表均無指示,或一次有讀數、一次沒有讀數,說明繞組有接反處。

        (4)常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動機轉向法等。

        4.處理方法

        (1)一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應進廠返修。

        (2)引出線錯誤的應正確判斷首尾后重新連接。

        (3)減壓啟動接錯的應對照接線圖或原理圖,認真校對重新接線。

        (4)新電機下線或重接新繞組后接線錯誤的,應送廠返修。

        (5)定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據這個特點查找故障并進行維修。

        (6)把"Y"型接成"△"型或匝數不夠,則空載電流大,應及時更正。



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